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有机硅树脂胶黏剂的种类及应用范围

2022.08.15 17:22:30   Clicks


有机硅树脂胶黏剂主要有硅树脂型胶黏剂、硅橡胶型胶黏剂两大类,其中这俩大类又包含机硅树脂胶黏剂、有机聚合物改性硅树脂胶黏剂、单组分室温固化密封胶黏剂双组分室温固化硅橡胶胶黏剂几类,且用途极为广泛,下面就和拜高具体的来了解一下!



有机硅树脂胶黏剂的种类及应用范围




 一、有机硅树脂胶黏剂的种类


1、硅树脂型胶黏剂


制备硅树脂的单体是氯硅烷,通式为RxSiCl-x,以及氯氢硅烷,如RSiHCl2、R2SiHCI、RSiH2Cl等,R是单体中的取代基如甲基、苯基、乙烯基等。烷基(芳基)氯硅烷经水解后,形成硅醇,硅醇可在碱或酸的催化下,进行阴离子或阳离子聚合而生成聚有机硅氧烷。以二官能的(CH2 )2SiCl2及三官能的CH3SiCl3共水解缩聚,可生成热固性的硅树脂。Si代表硅原子,R/Si的比值决定了生成产物的性质。当R/Si>2,生成低分子量硅油,R/Si=2时,生成线型弹性体,R/Si<2时,生成硅树脂。

硅树脂对铁、铝和锡之类的金属粘接性能好,对玻璃和陶瓷也容易粘接,但对铜的黏附力较差。纯硅树脂力学性能差,与聚酯、环氧或酚醛等有机树脂进行共聚改性,可获得力学性能优良和耐高温的树脂,可用于耐高温结构胶。目前,常用的硅树脂型胶黏剂主要是有机硅树脂胶黏剂及用有机聚合物改性后的胶黏剂两大类。


(1)机硅树脂胶黏剂


这一类胶黏剂是以硅树脂为基料,加入某些无机填料和有机溶剂混合而成,用以粘接金属、玻璃钢等。有机硅树脂加热到270℃以上,可进一步缩聚固化,固化物交联密度高,性质硬脆。工业上的应用是以有机硅树脂二甲苯溶液作为黏料,添加无机填料,组成黏性胶,然后在夹持压力490kPa、270℃下固化3h。形成的接头可耐高温,能在400℃下长期使用,可用于高温环境下非结构部件的粘接和密封。


(2)有机聚合物改性硅树脂胶黏剂

 

硅树脂可用环氧树脂、酚醛树脂等改性,改性后的硅树脂胶黏剂的性能见下表:

 

改性有机硅树脂胶黏剂的性能

 

胶黏剂类型

固化条件

铝-铝剪切强度/MPa

耐热性(长期使用)/℃

纯有机硅树脂

压力490kPa,270℃,3h

7.9~8.7

400

环氧改性硅树脂

常温下加热固化

14

300

聚酯改性树脂

压力98~196 kPa,室温~120℃/1.5h再120~200℃/1h

19.8

200

酚醛改性树脂

压力490 kPa ,200℃/3h

12.0

350

 

 

2、硅橡胶型胶黏剂


硅橡胶是一种直链状的、高分子量聚有机硅氧烷,相对分子量一般在148000 以上。按其固化方式分为高温硫化硅橡胶(HTV)和室温硫化硅橡胶(RTV)。由于高温硫化,硅橡胶胶黏剂的粘接强度低,加工设备复杂,极大地限制了它的应用。室温硫化硅橡胶除具有耐氧化、耐高低温交变、耐寒、耐臭氧、优异的电绝缘性、耐潮湿等优良性能外,最大特点是使用方便。

硅橡胶具有很好的耐高低温性,能在250~~300℃下长期使用,当添加适当的填充剂和高温分散剂后,使用温度可达375℃,并可耐瞬间数千度的高温﹔而它的耐低温性能也十分优异,它的脆化点可达―100℃,当分子中引入苯基后,可使玻璃化温度降到一120℃。由于硅橡胶分子中含有—Si—O—Si一且无不饱和键,从而具有优良的耐氧、耐臭氧和耐紫外线照射性能。因此,长期在室外使用不发生龟裂。这样使硅橡胶在通用橡胶不能应用的太空环境中能得到应用,其在室外使用可达20年。

 

硅橡胶具有卓越的电性能,介电强度高,功率因数和绝缘性能受温度和频率变化很小。在一个很宽的温度范围内,介电强度基本保持不变;在很大的频率范围内,介电常数和介电损耗角正切值几乎不变。硅橡胶的耐电晕性和耐电弧性也非常好,它的耐电晕寿命约是聚四氟乙烯的1000倍。介电性能为:介电强度20~25kV/mm,介电常数3~3.2,硅橡胶因具有优良的电性能可用作电线电缆的蒙皮材料。

 

在常温下使用的有机硅橡胶胶黏剂可分为单组分和双组分两种:


(1)单组分室温固化密封胶黏剂

 

由端羟基硅橡胶、交联剂、填料及其他添加剂组成,在保证无水的情况下先把胶料封装在不透潮气的容器中,在这种隔绝水分的情况下可长期保存,只要遇空气中的水分就很快固化为弹性硅橡胶,因此也称为湿固化硅橡胶密封剂。

 

(2)双组分室温固化硅橡胶胶黏剂

 

双组分硅橡胶一般是以交联剂和一部分生胶构成一个组分,催化剂和另一部分生胶构成另一组分,两者分别混合存放,使用时才按比例混合调匀,即可室温固化。双组分室温固化硅橡胶胶黏剂的两个组分如何调配,需根据交联剂与聚合物、填料的反应性来决定。既可把催化剂和交联剂分开,也可将它们合在一起而与生胶分开。典型的配方如下表所示。

 

双组分室温固化硅橡胶黏胶剂典型配方

 

甲分组

用量/质量份

乙组分

用量/质量份

正硅酸乙酯

2~10

端羟基聚二甲硅氧烷

填料

100

适量

二月桂酸二丁基锡

0.1~0.5

KH-550

0.5

 

 

二、有机硅胶黏剂的用途


有机硅胶黏剂具有多种用途,硅橡胶密封胶是目前世界上消耗量最大的一类密封胶,广泛用于飞机、汽车、双层玻璃的密封、建筑门窗嵌缝密封及电子封装等方面。用室温硫化的腈硅橡胶、含氟硅橡胶等配制的胶黏剂具有突出的性能,它们在常温和高温下耐脂肪族、芳香族、氯经、喷气燃料、酯类润滑油、硅酸酯液压油等,多用于飞机整体油箱以及飞机门窗、宇宙航行观察窗等部位的密封,也用于人造卫星的太阳能电池中硅光电池的粘接和透明表面保护覆盖玻璃的粘接。为了便于施工,硅橡胶密封胶一般做成室温硫化型,分为双组分和单组分两种。双组分室温硫化密封胶的贮存稳定性好,硫化时间短,硫化速率可调节,但由于需要现场混合,这在一定程度上影响了操作的方便性。而单组分硅橡胶密封胶则是把所有的配合剂配合在一起,依靠水分或加热使胶层固化,从而达到密封的目的,这在操作上更加方便、快捷。


有机硅建筑密封胶具有卓越的抗紫外线和抗气候老化性能,能在阳光、臭氧、雨、雪和恶劣的气候环境中保持30年不撕裂、不龟裂、不变脆,不仅具有极宽的使用温度(一64~205℃),而且在很宽的温度范围内具有百分之百的抗变形能力,因而在建筑工业得到了广泛应用:可作为嵌缝密封材料、防水堵漏材料、金属窗框中镶嵌玻璃的密封材料以及中空玻璃构件的密封材料等。

 

硅凝胶具有强度低而透明度高的特点,因此多用于电子电器、电缆插头、电子元件集合体和固体电路等的浇注灌封以及可控硅元件的表面保护等方面,既便于被封装元件的检测和调换,也可以达到防震、防潮、防腐蚀的目的。而用高强度加成型硅橡胶封装时,电子元件组合体不需使用壳体,可以大大减轻重量、缩小体积。而阻燃型室温硫化有机硅密封胶则可用于显像管的管基粘接密封、高压元器件的浇注密封和电缆接头等部位密封。

 

此外,由于有机硅聚合的化学稳定性很高,且对人体毒性极低,高分子量的有机硅橡胶包装的液体常用作人造乳房的填充物。同时,利用有机硅胶黏剂无毒性及与机体相容性好的特点,常用于粘接血管、心脏、经络等外科再植手术等方面。


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